Busca de Exercícios - USP - Termologia Aprenda a usar!

Um grande cilindro, com ar inicialmente à pressão P, e temperatura ambiente (T; = 300 K), quando aquecido, pode provocar a elevação de uma plataforma A, que funciona como um pistão, até uma posição mais alta. Tal processo exemplifica a transformação de calor em trabalho, que ocorre nas máquinas térmicas, à pressão constante. Em uma dessas situações, o ar contido em um cilindro, cuja área da base S é igual a 0,16 m, sustenta uma plataforma de massa Ma =160 kg a uma altura H, = 4,0 m do chão (situação |). Ao ser aquecido, a partir da queima de um combustível, o ar passa a uma temperatura T>, expandindo-se e empurrando a plataforma até uma nova altura Hz = 6,0 m (situação Il). Para verificar em que medida esse é um processo eficiente, estime: a) A pressão P, do ar dentro do b) A temperatura T; do ar no cilindro, em kelvins, na situação Il. lindro, em pascals, durante a operação. (Po) (Po) Ls s Al 9 =| A dono = P, P, =4,0m T; th Situação | Situação II c) A eficiência do processo, indicada pela razão R = AE,/Q, onde AE, é a variação da energia potencial da plataforma, quando ela se desloca da altura H; para a altura Hz, e Q, a quantidade de calor recebida pelo ar do cilindro durante o aquecimento. NOTE E ADOTE: Densidade do ar a 300K = 1,1 kg/m? PV=nRT; Pamostérica = Po = 1,00 x 10º Pa; Calor específico do ar a pressão constante Cy =1,0x 10° J/(kg-K) 1Pa=1 Nim?

Um forno solar simples foi construído com uma caixa de isopor, forrada internamente com papel alumínio e fechada com uma tampa de vidro de 40 cm x 50 cm. Dentro desse forno, foi colocada uma pequena panela contendo 1 xícara de arroz e 300 ml de agua a temperatura ambiente de 25 °C. Suponha que os raios solares incidam perpendicularmente à tampa de vidro e que toda a energia incidente na tampa do forno a atravesse e seja absorvida pela água. Para essas condições, calcule: a) A potência solar total P absorvida pela água. b) A energia E necessária para aquecer o conteúdo da panela até 100ºC. c) O tempo total T necessário para aquecer o conteúdo da panela até 100 °C e evaporar 1/3 da água nessa temperatura (cozer o arroz). NOTE E ADOTE Potência solar incidente na superficie da Terra: 1 kW/m? Densidade da agua: 1 g/cm*® Calor especifico da agua: 4 J/(g °C) Calor latente de evaporação da agua: 2200 J/g Desconsidere as capacidades caloríficas do arroz e da panela.